(57)【要約】  動き補償方法は、参照画像のうち、対象ブロック及び対象ブロックに空間的に隣接する対象サブブロック各々の動き補償に用いられる領域を対象ブロックの動きベクトルを用いて特定し、特定した領域の参照画素データをフレームメモリから読み出す読み出しステップ（Ｓ１１５）と、読み出しステップで読み出された参照画素データを用いて動き補償することにより、対象ブロック及び対象サブブロックそれぞれの予測画素データを生成する動き補償ステップ（Ｓ１１６）と、動き補償ステップで生成された対象ブロックの予測画素データを出力する出力ステップ（Ｓ１１７）と、動き補償ステップで生成された対象サブブロックの予測画素データを一時記憶する一時記憶ステップ（Ｓ１１８）とを含む。
2011129067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームメモリに記憶されている参照画像を用いて動き補償を行うことにより、画像を構成するブロック単位、又は前記ブロックをさらに分割したサブブロック単位で、予測画素データを順次出力する動き補償方法であって、
前記参照画像のうち、対象ブロック及び前記対象ブロックに空間的に隣接する対象サブブロック各々の動き補償に用いられる領域を前記対象ブロックの動きベクトルを用いて特定し、特定した領域の参照画素データを前記フレームメモリから読み出す読み出しステップと、
前記読み出しステップで読み出された前記参照画素データを用いて動き補償することにより、前記対象ブロック及び前記対象サブブロックそれぞれの前記予測画素データを生成する動き補償ステップと、
前記動き補償ステップで生成された前記対象ブロックの前記予測画素データを出力する出力ステップと、
前記動き補償ステップで生成された前記対象サブブロックの前記予測画素データを一時記憶する一時記憶ステップとを含む
動き補償方法。
【請求項２】
前記読み出しステップでは、前記対象ブロック及び前記対象サブブロックの処理順の差が予め定められた閾値の範囲内である場合にのみ、前記対象ブロック及び前記対象サブブロック各々の前記参照画素データを、前記フレームメモリから読み出す
請求項１に記載の動き補償方法。
【請求項３】
さらに、前記対象サブブロックの前記予測画素データを出力する場合において、
前記対象ブロック及び前記対象サブブロック各々の動きベクトルが一致する場合、
前記出力ステップでは、前記一時記憶ステップで記憶した前記対象サブブロックの前記予測画素データを出力し、
前記対象ブロック及び前記対象サブブロック各々の動きベクトルが一致しない場合、
前記読み出しステップでは、前記参照画像のうち、前記対象サブブロックの前記参照画素データを、前記フレームメモリから読み出し、
前記動き補償ステップでは、前記読み出しステップで読み出された前記参照画素データと、前記対象サブブロックの動きベクトルとを用いて動き補償することにより、前記対象サブブロックの前記予測画素データを生成し、
前記出力ステップでは、前記動き補償ステップで生成された前記対象サブブロックの前記予測画素データを出力する
請求項１又は２に記載の動き補償方法。
【請求項４】
符号化ストリームを復号して復号画像を生成する画像復号方法であって、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の動き補償方法と、
前記動き補償方法で出力される前記予測画素データを用いて、前記符号化ストリームから前記復号画像を生成する復号ステップとを含む
動画像復号方法。
【請求項５】
画像を符号化して符号化ストリームを生成する画像符号化方法であって、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の動き補償方法と、
前記動き補償方法で出力される前記予測画素データを用いて、前記画像から前記符号化ストリームを生成する符号化ステップとを含む
画像符号化方法。
【請求項６】
画像を構成する複数のブロックを順次符号化する画像符号化方法であって、
対象ブロックの符号化単位を決定する符号化単位決定ステップと、
前記対象ブロックの動きベクトルを、前記符号化単位毎に決定する動きベクトル決定ステップと、
前記対象ブロックの画素データを、前記動きベクトルを用いて前記符号化単位毎に符号化する符号化ステップとを含み、
前記符号化単位決定ステップでは、既に符号化されたブロックであって、前記対象ブロックに空間的に隣接する隣接ブロックと前記対象ブロックとの符号化順の差が予め定められた閾値の範囲内である場合に、前記対象ブロックの符号化単位を、当該対象ブロックをさらに分割したサブブロック単位に決定し、
前記動きベクトル決定ステップでは、前記対象ブロックのうち、前記隣接ブロックに接する側のサブブロックの動きベクトルを、前記隣接ブロックの動きベクトルと同一に決定する
画像符号化方法。
【請求項７】
前記動きベクトル決定ステップでは、
前記対象ブロックが左右に分割された場合において、前記対象ブロックの左側のサブブロックの動きベクトルを、前記対象ブロックの左側に隣接する前記隣接ブロックの動きベクトルと同一に決定し、
前記対象ブロックが上下に分割された場合において、前記対象ブロックの上側のサブブロックの動きベクトルを、前記対象ブロックの上側に隣接する前記隣接ブロックの動きベクトルと同一に決定する
請求項６に記載の画像符号化方法。
【請求項８】
フレームメモリに記憶されている参照画像を用いて動き補償を行うことにより、画像を構成するブロック単位、又は前記ブロックをさらに分割したサブブロック単位で、予測画素データを順次出力する動き補償装置であって、
前記参照画像のうち、対象ブロック及び前記対象ブロックに空間的に隣接する対象サブブロック各々の動き補償に用いられる領域を前記対象ブロックの動きベクトルを用いて特定し、特定した領域の参照画素データを前記フレームメモリから読み出す読み出し部と、
前記読み出し部で読み出された前記参照画素データを用いて動き補償することにより、前記対象ブロック及び前記対象サブブロックそれぞれの前記予測画素データを生成する動き補償部と、
前記動き補償部で生成された前記対象ブロックの前記予測画素データを出力する出力部と、
前記動き補償部で生成された前記対象サブブロックの前記予測画素データを一時記憶する一時記憶部とを備える
動き補償装置。
【請求項９】
コンピュータに、フレームメモリに記憶されている参照画像を用いて動き補償を行うことにより、画像を構成するブロック単位、又は前記ブロックをさらに分割したサブブロック単位で、予測画素データを順次出力させるプログラムであって、
前記参照画像のうち、対象ブロック及び前記対象ブロックに空間的に隣接する対象サブブロック各々の動き補償に用いられる領域を前記対象ブロックの動きベクトルを用いて特定し、特定した領域の参照画素データを前記フレームメモリから読み出す読み出しステップと、
前記読み出しステップで読み出された前記参照画素データを用いて動き補償することにより、前記対象ブロック及び前記対象サブブロックそれぞれの前記予測画素データを生成する動き補償ステップと、
前記動き補償ステップで生成された前記対象ブロックの前記予測画素データを出力する出力ステップと、
前記動き補償ステップで生成された前記対象サブブロックの前記予測画素データを一時記憶する一時記憶ステップとを、コンピュータに実行させる
プログラム。
【請求項１０】
フレームメモリに記憶されている参照画像を用いて動き補償を行うことにより、画像を構成するブロック単位、又は前記ブロックをさらに分割したサブブロック単位で、予測画素データを順次出力する集積回路であって、
前記参照画像のうち、対象ブロック及び前記対象ブロックに空間的に隣接する対象サブブロック各々の動き補償に用いられる領域を前記対象ブロックの動きベクトルを用いて特定し、特定した領域の参照画素データを前記フレームメモリから読み出す読み出し部と、
前記読み出し部で読み出された前記参照画素データを用いて動き補償することにより、前記対象ブロック及び前記対象サブブロックそれぞれの前記予測画素データを生成する動き補償部と、
前記動き補償部で生成された前記対象ブロックの前記予測画素データを出力する出力部と、
前記動き補償部で生成された前記対象サブブロックの前記予測画素データを一時記憶する一時記憶部とを備える
集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動き補償方法に関し、特に高い符号化効率を実現する動画像符号化方法、動画像復号方法およびその装置における動き補償のメモリ転送の効率化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、マルチメディアアプリケーションの発展に伴い、画像、音声、テキストなど、あらゆるメディアの情報を統一的に扱うことが一般的になってきた。この時、全てのメディアをデジタル化することにより、統一的にメディアを扱うことが可能になる。しかしながら、デジタル化された画像は膨大なデータ量を持つため、蓄積及び伝送のためには、画像の情報圧縮技術が不可欠である。【０００３】
その一方で、圧縮した画像データを相互運用するためには、圧縮技術の標準化も重要である。画像圧縮技術の標準規格としては、例えば、ＩＴＵ‐Ｔ（国際電気通信連合  電気通信標準化部門）のＨ．２６１、Ｈ．２６３や、ＩＳＯ／ＩＥＣ（国際標準化機構  国際電気標準会議）のＭＰＥＧ(Moving Picture Experts Group)−１、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ−４など、また、ＩＴＵ−ＴとＭＰＥＧの合同であるＪＶＴ(Joint Video Team)により現在標準化が進められているＨ．２６４（ＭＰＥＧ−４ＡＶＣ）がある。【０００４】
一般に動画像の符号化では、時間方向および空間方向の冗長性を削減することによって情報量の圧縮を行う。そこで、時間的な冗長性の削減を目的とする画面間予測符号化では、前方または後方のピクチャを参照してブロック単位で動きの検出および予測画像の作成を行い、得られた予測画像と符号化対象ピクチャとの差分値に対して符号化を行う。ここで、ピクチャとは１枚の画面を表す用語であり、プログレッシブ画像ではフレームを意味し、インタレース画像ではフレームもしくはフィールドを意味する。ここで、インタレース画像とは、１つのフレームが時刻の異なる２つのフィールドから構成される画像である。インタレース画像の符号化や復号処理においては、１つのフレームをフレームのまま処理したり、２つのフィールドとして処理したり、フレーム内のブロック毎にフレーム構造またはフィールド構造として処理したりすることができる。【０００５】
参照画像を持たずに画面内予測符号化を行うものをＩピクチャと呼ぶ。また、１枚の参照画像のみを参照して画面間予測符号化を行うものをＰピクチャと呼ぶ。また、同時に２枚の参照画像を参照して画面間予測符号化を行うことができるものをＢピクチャと呼ぶ。Ｂピクチャは表示時間が前方もしくは後方から任意の組み合わせとして２枚のピクチャを参照することが可能である。参照画像（参照ピクチャ）は符号化の基本単位であるマクロブロックごとに指定することができるが、符号化を行ったビットストリーム中に先に記述される方の参照ピクチャを第１参照ピクチャ、後に記述される方を第２参照ピクチャとして区別する。ただし、これらのピクチャを符号化する場合の条件として、参照するピクチャが既に符号化されている必要がある。【０００６】
Ｐピクチャ又はＢピクチャの符号化には、動き補償画面間予測符号化が用いられている。動き補償画面間予測符号化とは、画面間予測符号化に動き補償を適用した符号化方式である。動き補償とは、単純に参照フレームの画素値から予測するのではなく、ピクチャ内の各部の動き量（以下、これを「動きベクトル」と呼ぶ。）を検出し、当該動き量を考慮した予測を行うことにより予測精度を向上すると共に、データ量を減らす方式である。例えば、符号化対象ピクチャの動きベクトルを検出し、その動きベクトルの分だけシフトした予測値と符号化対象ピクチャとの予測残差を符号化することによりデータ量を減している。この方式の場合には、復号の際に動きベクトルの情報が必要になるため、動きベクトルも符号化されて記録又は伝送される。【０００７】
動きベクトルはマクロブロック単位で検出されており、具体的には、符号化対象ピクチャ側のマクロブロックを固定しておき、参照ピクチャ側のマクロブロックを探索範囲内で移動させ、基準ブロックと最も似通った参照ブロックの位置を見つけることにより、動きベクトルが検出される。【０００８】
図１は、従来の画面間予測符号化装置の構成を示すブロック図である。【０００９】
この画面間予測符号化装置は、動き検出部１０１と、フレームメモリ１０２と、減算部１０３、１０４と、動き補償部１０５と、符号化部１０６と、加算部１０７と、動きベクトルメモリ１０８と、動きベクトル予測部１０９とを備えている。【００１０】
図２は、従来の画面間予測復号装置の構成を示すブロック図である。【００１１】
図２に示す従来の画面間予測復号装置は、図１に示す従来の画面間予測符号化装置で符号化された符号化信号Ｓｔｒを復号して復号画面信号Ｖｏｕｔを出力する装置であり、フレームメモリ１０２と、動き補償部１０５と、加算部１０７、１２１と、動きベクトルメモリ１０８と、動きベクトル予測部１０９と、復号部１２２と、局所参照メモリ１２３と、転送制御部１２４とを備えている。【００１２】
図１及び図２に示される各構成要素のうち、転送制御部１２４は、参照ピクチャ番号ＲｅｆＮｏで示される参照画像のうち、動きベクトルＭＶで示される参照領域の画素データを、フレームメモリ１０２から読み出す制御回路（領域特定手段および参照画素転送手段を構成）であり、制御信号Ｃｔｒｌ１によりフレームメモリ１０２の制御を行い、制御信号Ｃｔｒｌ２により動き補償部１０５の制御を行う。以上のようにして、復号画面信号Ｖｏｕｔ、すなわち復号画面ＲｅｃＰｅｌを符号化信号Ｓｔｒから正しく復号することができる。【００１３】
なお、符号化及び復号の処理は１６×１６画素のマクロブロックと呼ばれる単位で行われる。例えば、Ｈ．２６４では、動き補償のブロックは、４×４、４×８、８×４、８×８、８×１６、１６×８、１６×１６の７通りの動き補償のブロック（以下、簡単のため「小ブロック」又は「サブブロック」と記載することもある。）サイズかマクロブロックのサイズのうちから適切なブロックサイズを選択して符号化及び復号の処理に使用する。ここで、マクロブロックは、まずマクロブロックパーティション（８×８のサイズが４つ、８×１６のサイズが２つ、１６×８のサイズが２つ、もしくは１６×１６）に分割することができる。また、８×８のマクロブロックパーティションは、さらに、サブマクロブロックパーティション（４×４のサイズが４つ、４×８のサイズが２つ、８×４のサイズが２つ、もしくは８×８）に分割することができる。すなわち、マクロブロックは、２段階で小ブロックに分割することができる。【００１４】
ここで、マクロブロックが小さな動き補償ブロックに分割されるほど、参照画素データの転送のオーバーヘッドが増え、バス占有率が増加する課題がある。特許文献１は、マクロブロック内の複数の動き補償ブロックの動きベクトルＭＶと参照ピクチャ番号ＲｅｆＮｏとを調べ、一定の範囲内で、同じ位置からの転送の場合にはまとめて転送を行うことでメモリ転送を効率化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特許第４４３６７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、特許文献１は、同一マクロブロックに含まれる複数の小ブロックの参照画素データを一括転送する方法については言及しているが、それ以外の場合については言及していない。つまり、複数の小ブロックに対応する参照画素データの一括転送の判定は、複数の小ブロックの転送元位置情報（動きベクトルと当該ブロックの座標情報）が得られなければ行えない。例えば、異なるマクロブロックに属する小ブロックは、動きベクトルの得られるタイミングが異なるため、メモリ転送を軽減する効果を実現できない。【００１７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、参照画素データの転送を効率化した動き補償方法、及びこのような動き補償方法を用いた画像復号方法及び画像符号化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一形態に係る動き補償方法は、フレームメモリに記憶されている参照画像を用いて動き補償を行うことにより、画像を構成するブロック単位、又は前記ブロックをさらに分割したサブブロック単位で、予測画素データを順次出力する方法である。具体的には、前記参照画像のうち、対象ブロック及び前記対象ブロックに空間的に隣接する対象サブブロック各々の動き補償に用いられる領域を前記対象ブロックの動きベクトルを用いて特定し、特定した領域の参照画素データを前記フレームメモリから読み出す読み出しステップと、前記読み出しステップで読み出された前記参照画素データを用いて動き補償することにより、前記対象ブロック及び前記対象サブブロックそれぞれの前記予測画素データを生成する動き補償ステップと、前記動き補償ステップで生成された前記対象ブロックの前記予測画素データを出力する出力ステップと、前記動き補償ステップで生成された前記対象サブブロックの前記予測画素データを一時記憶する一時記憶ステップとを含む。【００１９】
上記構成によれば、対象ブロックの参照画素データを読み出す際に、対象サブブロックの参照画素データを合わせて読み出すので、フレームメモリからの読み出し効率（転送効率）を向上させることができる。【００２０】
一例として、前記読み出しステップでは、前記対象ブロック及び前記対象サブブロックの処理順の差が予め定められた閾値の範囲内である場合にのみ、前記対象ブロック及び前記対象サブブロック各々の前記参照画素データを、前記フレームメモリから読み出してもよい。これにより、一時記憶ステップにおける記憶容量を小さくすることができる。【００２１】
さらに、前記対象サブブロックの前記予測画素データを出力する場合において、前記対象ブロック及び前記対象サブブロック各々の動きベクトルが一致する場合、前記出力ステップでは、前記一時記憶ステップで記憶した前記対象サブブロックの前記予測画素データを出力してもよい。一方、前記対象ブロック及び前記対象サブブロック各々の動きベクトルが一致しない場合、前記読み出しステップでは、前記参照画像のうち、前記対象サブブロックの前記参照画素データを、前記フレームメモリから読み出し、前記動き補償ステップでは、前記読み出しステップで読み出された前記参照画素データと、前記対象サブブロックの動きベクトルとを用いて動き補償することにより、前記対象サブブロックの前記予測画素データを生成し、前記出力ステップでは、前記動き補償ステップで生成された前記対象サブブロックの前記予測画素データを出力してもよい。【００２２】
このように、事前に生成され、且つ一時記憶ステップで記憶されていた予測画素データを出力することにより、処理を効率化することができる。【００２３】
本発明の一形態に係る画像復号方法は、符号化ストリームを復号して復号画像を生成する方法である。具体的には、上記記載の動き補償方法と、前記動き補償方法で出力される前記予測画素データを用いて、前記符号化ストリームから前記復号画像を生成する復号ステップとを含む。本発明の一形態に係る画像符号化方法は、画像を符号化して符号化ストリームを生成する方法である。具体的には、上記記載の動き補償方法と、前記動き補償方法で出力される前記予測画素データを用いて、前記画像から前記符号化ストリームを生成する符号化ステップとを含む。【００２４】
本発明の他の形態に係る画像符号化方法は、画像を構成する複数のブロックを順次符号化する方法である。具体的には、対象ブロックの符号化単位を決定する符号化単位決定ステップと、前記対象ブロックの動きベクトルを、前記符号化単位毎に決定する動きベクトル決定ステップと、前記対象ブロックの画素データを、前記動きベクトルを用いて前記符号化単位毎に符号化する符号化ステップとを含む。前記符号化単位決定ステップでは、既に符号化されたブロックであって、前記対象ブロックに空間的に隣接する隣接ブロックと前記対象ブロックとの符号化順の差が予め定められた閾値の範囲内である場合に、前記対象ブロックの符号化単位を、当該対象ブロックをさらに分割したサブブロック単位に決定する。前記動きベクトル決定ステップでは、前記対象ブロックのうち、前記隣接ブロックに接する側のサブブロックの動きベクトルを、前記隣接ブロックの動きベクトルと同一に決定する。【００２５】
これにより、隣接ブロックに接する側のサブブロックの動きベクトルを符号化ストリームに含める必要がなくなる。その結果、符号化効率が向上する。【００２６】
例えば、前記動きベクトル決定ステップでは、前記対象ブロックが左右に分割された場合において、前記対象ブロックの左側のサブブロックの動きベクトルを、前記対象ブロックの左側に隣接する前記隣接ブロックの動きベクトルと同一に決定してもよい。一方、前記対象ブロックが上下に分割された場合において、前記対象ブロックの上側のサブブロックの動きベクトルを、前記対象ブロックの上側に隣接する前記隣接ブロックの動きベクトルと同一に決定してもよい。【００２７】
本発明の一形態に係る動き補償装置は、フレームメモリに記憶されている参照画像を用いて動き補償を行うことにより、画像を構成するブロック単位、又は前記ブロックをさらに分割したサブブロック単位で、予測画素データを順次出力する。具体的には、前記参照画像のうち、対象ブロック及び前記対象ブロックに空間的に隣接する対象サブブロック各々の動き補償に用いられる領域を前記対象ブロックの動きベクトルを用いて特定し、特定した領域の参照画素データを前記フレームメモリから読み出す読み出し部と、前記読み出し部で読み出された前記参照画素データを用いて動き補償することにより、前記対象ブロック及び前記対象サブブロックそれぞれの前記予測画素データを生成する動き補償部と、前記動き補償部で生成された前記対象ブロックの前記予測画素データを出力する出力部と、前記動き補償部で生成された前記対象サブブロックの前記予測画素データを一時記憶する一時記憶部とを備える。【００２８】
本発明の一形態に係るプログラムは、コンピュータに、フレームメモリに記憶されている参照画像を用いて動き補償を行うことにより、画像を構成するブロック単位、又は前記ブロックをさらに分割したサブブロック単位で、予測画素データを順次出力させる。具体的には、前記参照画像のうち、対象ブロック及び前記対象ブロックに空間的に隣接する対象サブブロック各々の動き補償に用いられる領域を前記対象ブロックの動きベクトルを用いて特定し、特定した領域の参照画素データを前記フレームメモリから読み出す読み出しステップと、前記読み出しステップで読み出された前記参照画素データを用いて動き補償することにより、前記対象ブロック及び前記対象サブブロックそれぞれの前記予測画素データを生成する動き補償ステップと、前記動き補償ステップで生成された前記対象ブロックの前記予測画素データを出力する出力ステップと、前記動き補償ステップで生成された前記対象サブブロックの前記予測画素データを一時記憶する一時記憶ステップとを、コンピュータに実行させる。【００２９】
本発明の一形態に係る集積回路は、フレームメモリに記憶されている参照画像を用いて動き補償を行うことにより、画像を構成するブロック単位、又は前記ブロックをさらに分割したサブブロック単位で、予測画素データを順次出力する。具体的には、前記参照画像のうち、対象ブロック及び前記対象ブロックに空間的に隣接する対象サブブロック各々の動き補償に用いられる領域を前記対象ブロックの動きベクトルを用いて特定し、特定した領域の参照画素データを前記フレームメモリから読み出す読み出し部と、前記読み出し部で読み出された前記参照画素データを用いて動き補償することにより、前記対象ブロック及び前記対象サブブロックそれぞれの前記予測画素データを生成する動き補償部と、前記動き補償部で生成された前記対象ブロックの前記予測画素データを出力する出力部と、前記動き補償部で生成された前記対象サブブロックの前記予測画素データを一時記憶する一時記憶部とを備える。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の動き補償装置によれば、動き補償にかかるメモリ転送量を抑えつつ高い符号化効率を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、従来の画面間予測符号化装置のブロック図である。
【図２】図２は、従来の画面間予測復号装置のブロック図である。
【図３Ａ】図３Ａは、Ｈ．２６４の１６×１６画素のブロックを１６×８画素のパーティションに分割した場合の予測ベクトルの参照位置を示す概念図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、ブロックを上下に２分割した上側のサブブロックの予測ベクトル参照位置の例を示す図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、ブロックを左右に２分割した左側のサブブロックの予測ベクトルの参照位置の例を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本実施の形態の画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、画像符号化装置のブロック図の他の例を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本実施の形態の画像復号装置の構成を示すブロック図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本実施の形態の動き補償装置の構成を示すブロック図である。
【図６Ａ】図６Ａは、符号化ストリームのデータ構造の一例を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、符号化ストリームのデータ構造の他の例を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、符号化ストリームのデータ構造の他の例を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、画像を構成する各ブロックの位置と、符号化順（あるいは復号順）とを示した図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、復号順１〜４のブロックに係る動き情報が連続して位置する符号化ストリームの例である。
【図８】図８は、本実施の形態の画像復号装置の動作フロー図である。
【図９】図９は、図８における拡大転送判定（Ｓ１１１）の詳細を示す図である。
【図１０】図１０は、本実施の形態の画像符号化装置の動作フロー図である。
【図１１】図１１は、本実施の形態における復号方法の動作を示す概念図である。
【図１２】図１２は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムの全体構成図である。
【図１３】図１３は、デジタル放送用システムの全体構成図である。
【図１４】図１４は、テレビの構成例を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、光ディスクである記録メディアに情報の読み書きを行う情報再生／記録部の構成例を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、光ディスクである記録メディアの構造例を示す図である。
【図１７】図１７は、多重化データの構成を示す図である。
【図１８】図１８は、各ストリームが多重化データにおいてどのように多重化されているかを模式的に示す図である。
【図１９】図１９は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかを更に詳しく示した図である。
【図２０】図２０は、多重化データにおけるＴＳパケットとソースパケットの構造を示す図である。
【図２１】図２１は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。
【図２２】図２２は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。
【図２３】図２３は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。
【図２４】図２４は、映像データを識別するステップを示す図である。
【図２５】図２５は、各実施の形態の動画像符号化方法および動画像復号方法を実現する集積回路の構成例を示すブロック図である。
【図２６】図２６は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。
【図２７】図２７は、映像データを識別し、駆動周波数を切り替えるステップを示す図である。
【図２８】図２８は、映像データの規格と駆動周波数を対応づけたルックアップテーブルの一例を示す図である。
【図２９】図２９（ａ）は、信号処理部のモジュールを共有化する構成の一例を示す図であり、図２９（ｂ）は、信号処理部のモジュールを共有化する構成の他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（実施の形態１）
動き補償を用いる画面間予測符号化では、符号化済み画像（参照画像）のうちの動きベクトルの指し示す領域の画素データ（参照画素データ）を予測信号として用い、符号化ブロックと予測信号との差分をとった残差信号（ＲｅｃＤｉｆＰｉｃ）のみを符号化することにより情報量を軽減する。サイズの小さいブロック単位で動き補償をするなどして動き補償の精度を高めると、残差信号の情報量を軽減できる。しかし、その反面、動きベクトルの情報量が増えるため、残差信号の情報量と動きベクトルの情報量とは、トレードオフの関係にある。
【００３３】
画像符号化装置は、対象ブロックの圧縮効率が最大となるように、参照画像の探索範囲内を探索することで、動きベクトルを決定する。そこで、本発明の一形態に係る画像符号化装置は、圧縮効率の高い動きベクトルの探索に加えて、画像復号装置においてメモリ転送負荷が軽減される可能性のある動きベクトルを、優先的に決定することを特徴とする。
【００３４】
具体的には、本発明の画像符号化装置は、メモリ転送負荷が大きくなる、サイズの小さなブロック単位での動き補償の頻度を抑えるか、あるいは、サイズの小さなブロック単位での動き補償をする場合でも、空間的に近傍の他のブロックと同一の動きベクトルを優遇する、あるいはこれに限定する。
【００３５】
図３Ａは、Ｈ．２６４の１６×１６画素のブロックを１６×８画素のパーティション（「サブブロック」ともいう）に分割した場合の予測ベクトルの参照位置を示す概念図である。上側の１６×８画素のパーティションは、上側に隣接するブロックの動きベクトルを予測ベクトルとし、下側の１６×８画素のパーティションは、左側に隣接するブロックの動きベクトルを予測ベクトルとする。
【００３６】
図３Ｂに示すにように、１６×１６画素のブロック１１を上下に２分割した場合、上側の１６×８画素のサブブロック１１ａの動きベクトルｍｖＣｕｒは、上側に隣接するブロック１０の動きベクトルｍｖＵｐと等しい時に動きベクトルの情報量を抑えることができるため、このような動きベクトルを動き探索過程において優遇する、あるいは、これのみを取るように制限する。
【００３７】
図３Ｃに示すように、１６×１６画素のブロック２１を左右に２分割した場合、左側の８×１６画素のサブブロック２１ａの動きベクトルｍｖＣｕｒは、左側に隣接するブロック２０の動きベクトルｍｖＬｅｆｔと等しいときに動きベクトルの情報量を抑えることができるため、このような動きベクトルを動き探索過程において優遇する、あるいは、これのみを取るように制限する。
【００３８】
すなわち、図３Ｂ及び図３Ｃのように、ブロック１１、２１を複数のサブブロック１１ａ、１１ｂ、２１ａ、２１ｂに分割した場合、既に符号化されたブロック１０、２０に隣接する側のサブブロック１１ａ、２１ａは、当該隣接するブロック１０、２０と同一の動きベクトルを用いて動き補償される。
【００３９】
図４Ａは、本実施の形態の画像符号化装置１００の構成を示すブロック図である。
【００４０】
図４Ａに示される画像符号化装置１００は、動き検出部１０１と、フレームメモリ１０２と、減算部１０３、１０４と、動き補償部１０５と、符号化部１０６と、加算部１０７と、動きベクトルメモリ１０８と、動きベクトル予測部１０９と、動き補償制約部１１０を備える。
【００４１】
動き検出部１０１は、フレームメモリ１０２から出力される動き検出参照画素ＭＥｐｅｌと画面信号Ｖｉｎとを比較し、動きベクトルＭＶと参照ピクチャ番号ＲｅｆＮｏとを出力する。参照ピクチャ番号ＲｅｆＮｏは、複数の参照画像の中から選択された、対象画像が参照する参照画像を特定するための識別信号である。動きベクトルＭＶは、動きベクトルメモリ１０８に一時的に記憶された後、近傍動きベクトルＰｒｅｖＭＶとして動きベクトル予測部１０９へ出力される。
【００４２】
動きベクトル予測部１０９は、入力された近傍動きベクトルＰｒｅｖＭＶを参照して、予測動きベクトルＰｒｅｄＭＶを予測する。減算部１０４は、動きベクトルＭＶから予測動きベクトルＰｒｅｄＭＶを減算し、その差を動きベクトル予測差分ＤｉｆＭＶとして出力する。
【００４３】
一方、フレームメモリ１０２は、参照ピクチャ番号ＲｅｆＮｏで示される参照画像のうち、動きベクトルＭＶで示される参照領域の画素データ（参照画素データ）を、動き補償参照画素ＭＣｐｅｌ１として出力する。動き補償部１０５は、フレームメモリ１０２から取得した動き補償参照画素ＭＣｐｅｌ１から小数画素精度の予測画素データを生成し、予測画素信号ＭＣｐｅｌ２として出力する。減算部１０３は、画面信号Ｖｉｎから予測画素信号ＭＣｐｅｌ２を減算し、画面予測誤差ＤｉｆＰｅｌを出力する。
【００４４】
符号化部１０６は、画面予測誤差ＤｉｆＰｅｌを周波数変換し、量子化して量子化係数を生成する。また、符号化部１０６は、量子化係数と動きベクトル予測差分ＤｉｆＭＶと参照ピクチャ番号ＲｅｆＮｏとを可変長符号化し、符号化信号Ｓｔｒを出力する。なお、符号化時に画面予測誤差の復号結果である予測誤差ＲｅｃＤｉｆＰｅｌも同時に出力する。予測誤差ＲｅｃＤｉｆＰｅｌは、量子化係数を逆量子化し、逆周波数変換して得られる。すなわち、予測誤差ＲｅｃＤｉｆＰｅｌは、画面予測誤差ＤｉｆＰｅｌに符号化誤差が重畳されたものであり、後述する画像復号装置２００で符号化信号Ｓｔｒを復号して得られる画面間予測誤差と一致する。
【００４５】
加算部１０７は、予測画素信号ＭＣｐｅｌ２に予測誤差ＲｅｃＤｉｆＰｅｌを加算して得られる復号画素信号ＲｅｃＰｅｌを、参照画像としてフレームメモリ１０２に記憶させる。但し、フレームメモリ１０２の容量を有効に利用するため、フレームメモリ１０２に記憶されている参照画像のうちの不要な領域は開放され、またフレームメモリ１０２に記憶する必要が無い参照画像はフレームメモリ１０２に記憶されない。
【００４６】
動き補償制約部１１０は、小さなサイズのパーティション、すなわち、サブブロックの動き検出において、動きベクトルの符号化に必要とする情報量が大きくなりすぎないように、動き検出部１０１へ制御信号ＭｅＣｔｒｌを送り、予測動きベクトルＰｒｅｄＭＶとできるだけ等しくなるような動きベクトルＭＶを検出するように制御する。これにより、動きベクトル予測差分ＤｉｆｆＭＶの情報量を抑える。
【００４７】
本発明の一形態に係る画像符号化装置１０００は、例えば、図４Ｂに示されるように、画像を構成する複数のブロックを順次符号化する装置であって、符号化単位決定部１１００と、動きベクトル決定部１２００と、符号化部１３００とを備える。
【００４８】
符号化単位決定部１１００は、対象ブロックの符号化単位を決定する。すなわち、符号化単位決定部１１００は、対象ブロックをブロック単位で符号化するか、対象ブロックをさらに複数のサブブロックに分割して、サブブロック単位で符号化するかを決定する。この符号化単位決定部１１００は、例えば、図４Ａの符号化部１０６に含まれる。
【００４９】
より具体的には、符号化単位決定部１１００は、既に符号化されたブロックであって、対象ブロックに空間的に隣接する隣接ブロックと対象ブロックとの符号化順の差が予め定められた閾値の範囲内である場合に、対象ブロックの符号化単位を当該対象ブロックをさらに分割したサブブロック単位に決定する。
【００５０】
動きベクトル決定部１２００は、対象ブロックをブロック単位で符号化する場合、対象ブロック単位の動きベクトルを決定する。一方、動きベクトル決定部１２００は、対象ブロックをサブブロック単位で符号化する場合、各サブブロックの動きベクトルを決定する。この動きベクトル決定部１２００は、例えば、図４Ａの動き検出部１０１、動きベクトルメモリ１０８、動きベクトル予測部１０９及び動き補償制約部１１０等に相当する。
【００５１】
より具体的には、動きベクトル決定部１２００は、対象ブロックをサブブロック単位で符号化する場合に、対象ブロックのうちの隣接ブロックに接する側のサブブロックの動きベクトルを、隣接ブロックの動きベクトルと同一に決定する。一方、動きベクトル決定部１２００は、対象ブロックのうちの隣接ブロックに接しない側のサブブロックの動きベクトルを、ブロック単位で符号化する場合と同じ方法で決定する。
【００５２】
符号化部１３００は、対象ブロックをブロック単位で符号化する場合、対象ブロックの画素データを、対象ブロックの動きベクトルを用いて符号化し、対象ブロックをサブブロック単位で符号化する場合、各サブブロックの画素データを、対応する動きベクトルを用いて符号化する。この符号化部１３００は、例えば、図４Ａの符号化部１０６に含まれる。
【００５３】
本実施の形態における画像符号化装置１００及び画像符号化方法によれば、小さなサイズのパーティション単位で動き補償を行なう場合でも、当該パーティションの上側に隣接するブロックあるいは左側に隣接するブロックと同じか近い値の動きベクトルとなるため、動きベクトル情報量を抑制し、圧縮効率を向上させることが可能となる。
【００５４】
本発明の一形態に係る画像復号装置は、フレームメモリに記憶されている参照画像のうち、空間的に近傍の複数のブロックの参照画素データのメモリ転送を一括して行うことで、メモリ転送を効率化するものである。特に、本発明の一形態に係る画像符号化装置１００において生成されたビットストリームに対してメモリ転送の効率化を高める。
【００５５】
図５Ａは、本実施の形態の画像復号装置２００の構成を示すブロック図である。
【００５６】
図５Ａに示される画像復号装置２００は、フレームメモリ１０２と、動き補償部１０５と、加算部１０７、１２１と、動きベクトルメモリ１０８と、動きベクトル予測部１０９と、復号部１２２と、局所参照メモリ１２３と、拡張転送制御部１３４と、一時メモリ１３５と、セレクタ１３６とを備える。
【００５７】
復号部１２２は、符号化信号Ｓｔｒを可変長復号し、量子化係数、動きベクトル予測差分ＤｉｆＭＶ、および参照ピクチャ番号ＲｅｆＮｏを出力する。また、復号部１２２は、量子化係数を逆量子化し、逆周波数変換して予測誤差ＲｅｃＤｉｆＰｅｌを出力する。加算部１２１は、動きベクトル予測部１０９から出力される予測動きベクトルＰｒｅｄＭＶと動きベクトル予測差分ＤｉｆＭＶを加算し、動きベクトルＭＶを復号する。
【００５８】
フレームメモリ１０２は、参照ピクチャ番号ＲｅｆＮｏに示される参照画像のうち、動きベクトルＭＶで示される参照画素データを動き補償参照画素ＭＣｐｅｌ１として出力する。局所参照メモリ１２３は、フレームメモリ１０２と動き補償部１０５との間に位置するメモリであり、フレームメモリ１０２から動き補償参照画素ＭＣｐｅｌ１が入力される。この局所参照メモリ１２３に記憶される動き補償参照画素ＭＣｐｅｌ１は、動き補償部１０５のみによって参照される。
【００５９】
局所参照メモリ１２３からは参照画素ＭＣｐｅｌ３が出力され、動き補償部１０５に入力される。動き補償部１０５は、小数画素精度の予測画素データを生成し、予測画素信号ＭＣｐｅｌ２として出力する。加算部１０７は、予測画素信号ＭＣｐｅｌ２に予測誤差ＲｅｃＤｉｆＰｅｌを加算して得られる復号画素データＲｅｃＰｅｌを、参照画像としてフレームメモリ１０２へ記憶させる。
【００６０】
但し、フレームメモリ１０２の容量を有効に利用するため、フレームメモリ１０２に記憶されている参照画像のうちの不要な領域は開放され、またフレームメモリ１０２に記憶する必要が無い参照画像はフレームメモリ１０２に記憶されない。
【００６１】
拡張転送制御部１３４は、対象ブロックの位置及び一時メモリ１３５の記録状況などに応じて、フレームメモリ１０２から局所参照メモリ１２３に、拡大した参照画素データを転送するか否かを制御信号Ｃｔｒｌ１で指示する。
【００６２】
特に、対象ブロック及び対象ブロックより後で復号される未復号の後続ブロック各々の動き補償を動き補償部１０５で同時に行なう場合において、後続ブロックの動きベクトル情報が対象ブロックの復号時に得られない場合でも、後続ブロックの動きベクトルを対象ブロックと同一と推定あるいは仮定することで、拡張転送制御部１３４は、対象ブロック及び後続ブロック各々の動き補償に用いられる領域を特定し、特定した領域の画素データ（参照画素データ）を同時にフレームメモリ１０２から局所参照メモリ１２３に転送（以下、「拡大転送」と標記する）するように、制御信号Ｃｔｒｌ１を出力する。
【００６３】
ここで、対象ブロックは、例えば、１６×１６画素のブロックである。一方、後続ブロックは、例えば、１６×８画素のサブブロックである。また、後続ブロックとなるサブブロックは、対象ブロックに空間的に隣接する１６×１６画素のブロックを複数のサブブロックに分割したうちの１つであって、より具体的には、複数のサブブロックのうちの対象ブロックに隣接する側のサブブロックである。
【００６４】
すなわち、図３Ｂに示されるブロック１０を対象ブロックとすると、ブロック１０と上下方向に隣接するブロック１１のうちの上側のサブブロック１１ａが後続ブロックとなる。同様に、図３Ｃに示されるブロック２０を対象ブロックとすると、ブロック２０と左右方向に隣接するブロック２１の左側のサブブロック２１ａが後続ブロックとなる。
【００６５】
動き補償部１０５は、局所参照メモリ１２３に記憶されている参照画素データを用いて動き補償を行うことにより、画像を構成するブロック単位、又はブロックをさらに分割したサブブロック単位で、予測画素データを順次生成する。
【００６６】
例えば、動き補償部１０５は、局所参照メモリ１２３に記憶されている参照画素データを用いて動き補償を行なうことにより、対象ブロック及び後続ブロック各々の予測画素データを生成する。そして、動き補償部１０５は、対象ブロックの予測画素データをセレクタ１３６に出力すると共に、後続ブロックの予測画素データを一時メモリ１３５へ記憶する。
【００６７】
すなわち、動き補償部１０５は、対象ブロック及び後続ブロックの動きベクトルが同一であると仮定して、２つのブロックの動き補償を同時に行なう。但し、フレームメモリ１０２から局所参照メモリ１２３への拡大転送が行なわれない場合、すなわち、対象ブロックの動き補償に用いられる参照画素データのみが転送される場合、動き補償部１０５は、対象ブロックに対する動き補償のみを行なう。
【００６８】
また、拡張転送制御部１３４は、後続ブロックの動き補償を行なう前に、一時メモリ１３５内に当該後続ブロックの予測画素データが既に一時メモリ１３５に記憶されている場合、参照画素データの転送は行わない。そして、セレクタ１３６は、後続ブロックの予測画素データＭＣＰｅｌ４を一時メモリ１３５から読み出し、動き補償データＭＣＰｅｌＣｕｒとして出力する。
【００６９】
なお、図５Ａに示される画像復号装置２００は局所参照メモリ１２３を備えているが、これが無い場合でも、本発明の画像復号装置２００の特徴である、未復号の後続ブロックの参照画素データを含めた拡大転送の効率化は可能である。この場合、拡張転送制御部１３４は、例えば、対象ブロック及び後続ブロック各々の参照画素データをフレームメモリ１０２から直接読み出すように、動き補償部１０５に制御信号Ｃｔｒｌ２で指示すればよい。
【００７０】
本発明の一形態に係る動き補償装置２０００は、図５Ｂに示されるように、フレームメモリ１０２に記憶されている参照画像を用いて動き補償を行うことにより、画像を構成するブロック単位、又はブロックをさらに分割したサブブロック単位で、予測画素データを順次出力装置であり、参照画素読み出し部２１００と、動き補償部２２００と、出力部２３００と、一時記憶部２４００とを備える。
【００７１】
参照画素読み出し部２１００は、参照画像のうち、対象ブロック及び対象ブロックに空間的に隣接する対象サブブロック各々の動き補償に用いられる参照画素データを、別々に又は一括して、フレームメモリ１０２から読み出して局所参照メモリ１２３に記憶させる。この参照画素読み出し部２１００は、例えば、図５Ａの拡張転送制御部１３４に相当する。
【００７２】
参照画素読み出し部２１００は、例えば、対象ブロック及び対象サブブロックの処理順の差が予め定められた閾値の範囲内である場合、対象ブロック及び対象サブブロック各々の動き補償に用いられる参照画像内の領域を対象ブロックの動きベクトルを用いて特定し、特定した領域の画素データ（参照画素データ）を、一括してフレームメモリ１０２から読み出して局所参照メモリ１２３に記憶させる。
【００７３】
一方、処理順の差が閾値を超える場合、参照画素読み出し部２１００は、対象ブロック及び対象サブブロックの参照画素データを、各々の動き補償処理のタイミングで別々にフレームメモリ１０２から読み出して局所参照メモリ１２３に記憶させる。
【００７４】
動き補償部２２００は、参照画素読み出し部２１００で読み出された参照画素データを用いて動き補償することにより、対象ブロック及び対象サブブロックそれぞれの予測画素データを生成する。この動き補償部２２００は、例えば、図５Ａの動き補償部１０５に相当する。
【００７５】
動き補償部２２００は、局所参照メモリ１２３に対象ブロック及び対象サブブロックの両方の参照画素データが記憶されている場合、当該参照画素データを用いて、対象ブロック及び対象サブブロックそれぞれの予測画素データを同時に生成する。そして、動き補償部２２００は、対象ブロックの予測画素データを出力部２３００を介して加算部１０７に出力すると共に、対象サブブロックの予測画素データを一時記憶部２４００に記憶させる。
【００７６】
一方、動き補償部２２００は、局所参照メモリ１２３に対象ブロックの参照画素データのみが記憶されている場合、対象ブロックの参照画素データを用いて対象ブロックの予測画素データを生成し、出力部２３００を介して加算部１０７に出力する。同様に、動き補償部２２００は、局所参照メモリ１２３に対象サブブロックの参照画素データのみが記憶されている場合、対象サブブロックの参照画素データを用いて対象サブブロックの予測画素データを生成し、出力部２３００を介して加算部１０７に出力する。
【００７７】
出力部２３００は、動き補償部２２００で生成された対象ブロック又は対象サブブロックの予測画素データを加算部１０７に出力する。この出力部２３００は、例えば、図５Ａのセレクタ１３６に相当する。
【００７８】
出力部２３００は、対象ブロックの予測画素データを出力する場合、動き補償部２２００から当該予測画素データを直接取得して、加算部１０７に出力する。一方、出力部２３００は、対象サブブロックの予測画素データを出力する場合、動き補償部２２００から当該予測画素データを直接取得するか、又は一時記憶部２４００から当該予測画素データを取得して、加算部１０７に出力する。
【００７９】
例えば、対象ブロック及び対象サブブロック各々の動きベクトルが一致する場合、出力部２３００は、一時記憶部２４００から取得した対象サブブロックの予測画素データを出力する。一方、対象ブロック及び対象サブブロック各々の動きベクトルが一致しない場合、出力部２３００は、動き補償部２２００から直接取得した対象サブブロックの予測画素データを出力する。
【００８０】
一時記憶部２４００は、動き補償部２２００で生成された対象サブブロックの予測画素データを一時的に記憶する。この一時記憶部２４００は、例えば、図５Ａの一時メモリ１３５に相当する。
【００８１】
なお、上記構成の動き補償装置２０００は、画像復号装置２００に搭載されるだけでなく、画像符号化装置１００に搭載されてもよい。具体的には、図４Ａの動き補償部１０５が動き補償装置２０００の動作を行ってもよい。
【００８２】
次に、図６Ａ〜図６Ｃを用いて、画像符号化装置１００で生成され、且つ画像復号装置２００で復号される符号化ストリームのデータ構造の例を説明する。図６Ａ〜図６Ｃは、ある符号化ストリームのデータ構造の例を示す図である。
【００８３】
図６Ａに示される符号化ストリームには、４つのブロック（ＢＬＫ１、ＢＬＫ２、ＢＬＫ３、ＢＬＫ４）の符号化データが符号化順に連続して格納されており、この４ブロックの符号化データの前に、それぞれのブロックに関する動き情報（ＭＶ１、ＭＶ２、ＭＶ３、ＭＶ４）が連続して格納されている。
【００８４】
これはＨ．２６４におけるマクロブロックを４つの動き補償ブロック（サブブロック）に分割した場合等に相当する。この場合、動き情報は、４つのブロックの符号化データの前に連続して位置している。このため、画像復号装置２００は、４つの動き情報を全て復号した後に、拡大転送の判断を行うことができる。すなわち、４つのブロックのうち、動き情報が共通するブロックの参照画素データを、フレームメモリ１０２から局所参照メモリ１２３に拡大転送すればよい。これは従来の画像復号装置において実現できたことであり、本発明の画像復号装置２００においても実現できる。
【００８５】
図６Ｂに示される符号化ストリームには、各ブロック（ＢＬＫ１、ＢＬＫ２、ＢＬＫ３、ＢＬＫ４）の動き情報（ＭＶ１、ＭＶ２、ＭＶ３、ＭＶ４）が、当該ブロックの符号化データの直前に位置し、ブロック単位に符号化データと動き情報とが組になって格納されている。
【００８６】
これはＨ．２６４におけるマクロブロックが動き補償ブロックに分割されていない場合等に相当する。従来の画像復号装置は、あくまで図６Ａのように、複数の動き補償ブロックに関する動き情報を、符号化データより前にまとめて入手できる場合に限って動作することができるのであって、図６Ｂのような例では、メモリ転送を効率化できない。
【００８７】
図６Ｃに示される符号化ストリームのデータ構造は、図６Ｂと同一である。ここで、本発明の画像復号装置２００を用いれば、最初のブロック（ＢＬＫ１）の動き情報（ＭＶ１）を復号した時点で、後続のブロック（ＢＬＫ２）の動き情報（ＭＶ２）や、さらに後続のブロック（ＢＬＫ３）の動き情報（ＭＶ３）を、現在復号中のブロック（ＢＬＫ１）の動き情報（ＭＶ１）と同値であると仮定して拡大転送を行う。仮定が正しければ、メモリ転送を効率化できる。前述のように、動き情報が同値となる確率は、画像復号装置２００において計測可能であり、仮定は高い精度で当たると期待できる。
【００８８】
次に、図７Ａ、図７Ｂ、及び図８を用いて、本実施の形態の画像復号装置２００の動作（画像復号方法）を説明する。図７Ａは、画像を構成する各ブロックの位置と、符号化順（あるいは復号順）とを示した図である。図７Ｂは、復号順１〜４のブロック（ＢＬＫ１、ＢＫＬ２、ＢＬＫ３、ＢＬＫ４）に係る動き情報（ＭＶ１、ＭＶ２、ＭＶ３、ＭＶ４）が連続して位置する符号化ストリームの例である。図８は、本実施の形態の画像復号方法におけるメモリ転送に関わる部分を中心とする動作フロー図である。
【００８９】
図７Ａに示される復号順１〜４のブロックは、空間的にはＺ順に配列されており、これらブロックの右側に復号順５〜８のブロックが同じくＺ順に配列されている。復号順２のブロック（ＢｌｋＣｕｒｒ）の動き補償をしようとする場合において、当該ブロック（ＢｌｋＣｕｒｒ）の参照画素データと、右側に隣接するブロック（ＢｌｋＲｉｇｈｔ）の参照画素データとのメモリ転送の一括化の可能性について説明する。
【００９０】
例えば、画像復号装置２００に図７Ｂに示される符号化ストリームが入力されたとすると、従来の画像復号装置と同様に、ブロック（ＢＬＫ１〜ＢＬＫ４）の参照画素データの一括転送が可能な場合がある。
【００９１】
さらに、本発明の一形態に係る画像復号装置２００を用いれば、復号順２のブロックＢｌｋＣｕｒｒの右側に隣接する復号順５のブロック（ＢｌｋＲｉｇｈｔ）の左側のサブブロックの動き情報を、対象ブロック（ここでは復号順２のブロック）の動き情報（ＭＶ２）と同値であると仮定して、復号順１〜４のブロックと復号順５のブロックとの参照画素データの拡大転送（一括転送）を行うことができる。図８を参照して、この場合の画像復号装置２００の動作を詳しく説明する。
【００９２】
まず、拡張転送制御部１３４は、対象ブロック（ＢｌｋＣｕｒｒ）の復号にあたり、一時メモリ１３５に対象ブロック（ＢｌｋＣｕｒｒ）の予測画素データが存在するか否かを調べる（Ｓ１００）。
【００９３】
対象ブロック（ＢｌｋＣｕｒｒ）の予測画素データが無ければ（Ｓ１００で「なし」）、拡張転送制御部１３４は、対象ブロック（ＢｌｋＣｕｒｒ）の参照画素データと、対象ブロックに隣接する近傍ブロックの参照画素データとを合わせて、フレームメモリ１０２から局所参照メモリ１２３に拡大転送するか否かを判断する（Ｓ１１１）。なお、ステップＳ１１１の詳細は、図９を参照して後述する。
【００９４】
例えば、ステップＳ１１１において、隣接ブロック（ＢｌｋＲｉｇｈｔ）の左側のサブブロックの参照画素データを合わせて拡大転送すると判断した場合（Ｓ１１１で「する」）、拡大された参照画素データ（動き補償参照画素ＭＣｐｅｌ１）を、フレームメモリ１０２から局所参照メモリ１２３に転送する（Ｓ１１５）。
【００９５】
次に、動き補償部１０５は、局所参照メモリ１２３に転送された動き補償参照画素ＭＣｐｅｌ１を取得し、対象ブロック（ＢｌｋＣｕｒｒ）の動きベクトルＭＶ２の小数精度情報に基づき、動き補償補間フィルタを適用し、対象ブロック（ＢｌｋＣｕｒｒ）の予測画素データ（「動き補償画素データ」ともいう。以下同じ。）と、隣接ブロック（ＢｌｋＲｉｇｈｔ）の左側のサブブロックの予測画素データとを生成する。
【００９６】
次に、動き補償部１０５は、対象ブロック（ＢｌｋＣｕｒｒ）に関する動き補償画素データＭＣＰｅｌ２を、対象ブロック（ＢｌｋＣｕｒｒ）に関する動き補償画像としてセレクタ１３６を介して加算部１０７に出力する（Ｓ１１７）。また、動き補償部１０５は、隣接ブロック（ＢｌｋＲｉｇｈｔ）の左側のサブブロックに関する動き補償画素データＭＣＰｅｌＥｘｔ２を、一時メモリ１３５に記憶させる（Ｓ１１８）。
【００９７】
一方、ステップＳ１１１において、拡大転送をしないと判断した場合（Ｓ１１１で「しない」）には、拡張転送制御部１３４は、対象ブロック（ＢｌｋＣｕｒｒ）の参照画素データのみをフレームメモリ１０２から局所参照メモリ１２３へ転送する(Ｓ１１２)。そして、動き補償部１０５は、動きベクトルＭＶの小数精度情報に基づき、局所参照メモリ１２３に記憶されている参照画素データに動き補償補間フィルタを適用し、対象ブロック（ＢｌｋＣｕｒｒ）の予測画素データを生成する（Ｓ１１３）。そして、動き補償部１０５は、対象ブロック（ＢｌｋＣｕｒｒ）に関する動き補償済み画素ＭＣＰｅｌ２をセレクタ１３６に出力する。セレクタ１３６は、動き補償部１０５から取得した動き補償画素データＭＣＰｅｌ２を対象ブロック（ＢｌｋＣｕｒｒ）に関する動き補償画素ＭＣＰｅｌＣｕｒとして、加算部１０７に出力する。
【００９８】
次に、復号順３、４のブロックの復号が終了し、復号順５のブロック（ＢｌｋＲｉｇｈｔ）を復号する際の処理を説明する。このブロック（ＢｌｋＲｉｇｈｔ）は、サブブロック単位で符号化されているので、復号処理もサブブロック単位で行なわれる。
【００９９】
まず、拡張転送制御部１３４は、左側のサブブロックの予測画素データが一時メモリ１３５に存在するか否かを調べる（Ｓ１００）。この予測画素データは、既に説明したように、ブロック（ＢｌｋＣｕｒｒ）の予測画素データを生成するのと同時に生成され、一時メモリ１３５に記憶されている。
【０１００】
次に、セレクタ１３６は、一時メモリ１３５に記憶されている予測画素データが先読み取得に成功したか否かを調べる（Ｓ１０１）。すなわち、その予測画素データは、過去の転送時点において、参照ピクチャ番号ＲｅｆＮｏと動きベクトルＭＶとが復号順２のブロックと同一であると仮定して生成したものであり、正しくない可能性がある。すなわち、当該サブブロック及びブロック（ＢｌｋＣｕｒｒ）の参照ピクチャ番号ＲｅｆＮｏ及び動きベクトルＭＶが一致する場合には先読み取得成功（Ｓ１０１で「真」）となり、いずれか一方が一致しない場合には先読み取得失敗（Ｓ１０１で「偽」）となる。
【０１０１】
先読み取得に失敗している場合（Ｓ１０１で「偽」）、一時メモリ１３５に記憶されている予測画素データを消去し（Ｓ１０４）、前述のステップＳ１１１へと処理が移る。この場合、拡大転送は行われないので（Ｓ１１１で「しない」）、当該サブブロックの参照画素データのみが転送され（Ｓ１１２）、当該サブブロックの予測画素データが生成され（Ｓ１１３）、生成された予測画素データがセレクタ１３６を経由して加算部１０７に出力される。
【０１０２】
一方、先読み取得が成功した場合（Ｓ１０１で「真」）、セレクタ１３６は、一時メモリ１３５に記憶されている予測画素データを読み出して、動き補償画素データＭＣＰｅｌ４として加算部１０７に出力し（Ｓ１０２）、当該予測画素データを一時メモリ１３５より消去する（Ｓ１０３）。
【０１０３】
このようにすることで、小さな動き補償ブロック（サブブロック）に分割されて符号化されている場合であっても、空間的に隣接するブロックの参照画素データとの一括転送が可能となるため、メモリ転送を効率化できる。なお、小さな動き補償ブロックに分割しない場合には、このような投機取得はかえってメモリ効率が悪化するため、画像復号装置２００において、直近の復号ブロックにおける動き補償ブロックの分割が行われた確率を算出しておき、その確率に基づき拡大転送判定（Ｓ１１１）において判断してもよい。
【０１０４】
あるいは、このように独立に確率を計測するのではなく、動きベクトルの差分情報にかかる確率モデルにおける、差分情報の有無を示す確率を元に、動的に拡大転送判定（Ｓ１１１）を制御してもよい。
【０１０５】
あるいは、未復号の隣接ブロックの動きベクトルを仮定するのではなく、符号化ストリームの動きベクトルに関する情報の復号を先行して行い、動きベクトルの情報の確定後に、対象ブロック及び隣接ブロックのメモリ一括転送の判定を行ってもよい。
【０１０６】
図９を用いて、図８における拡大転送判定（Ｓ１１１）の詳細を説明する。
【０１０７】
まず、対象ブロックの復号順ＢＮＣｕｒｒを算出する（Ｓ１３０）。上記の例では、対象ブロック（ＢｌｋＣｕｒｒ）の復号順ＢＮＣｕｒｒ＝２である。
【０１０８】
次に、対象ブロック（ＢｌｋＣｕｒｒ）に隣接するブロックであって、まだ復号していないブロックについて、ブロック単位の処理を行う（Ｓ１３１）。
【０１０９】
まず、拡張転送制御部１３４は、未復号の隣接ブロックの復号順ＢＮｎｂｒを算出する（Ｓ１３２）。図７Ａに示される例では、１順目に復号順ＢＮｎｂｒ＝４が、２順目に復号順ＢＮｎｂｒ＝５が算出される。
【０１１０】
次に、拡張転送制御部１３４は、一時メモリ１３５内に空き領域があるかを調べる（Ｓ１３３）。具体的には、隣接ブロックの予測画素データを格納するための空き領域の有無を判断する。
【０１１１】
空き領域がある場合（Ｓ１３３で「真」）、拡張転送制御部１３４は、隣接ブロックの復号順ＢＮｎｂｒと対象ブロックの復号順Ｂｎｃｕｒｒとの差分が閾値ＢＮｔｈ以下であるかを判定する（Ｓ１３３）。
【０１１２】
閾値以下である場合（Ｓ１３４で「真」）、拡張転送制御部１３４は、当該隣接ブロックの参照画素データを拡大転送の対象に含める（Ｓ１３５）。例えば、閾値ＢＮｔｈ＝３とすると、復号順４、５の隣接ブロック両方の参照画素データが拡大転送の対象に含まれることになる。
【０１１３】
ここで、上記の条件（Ｓ１３３、Ｓ１３４）を満たす全ての参照画素データを拡大転送してもよいし、条件を満たす隣接ブロックが複数存在する場合には、そのうちの１つのブロックの参照画素データのみを拡大転送してもよい。例えば、復号順が対象ブロックに最も近い隣接ブロックの参照画素データのみを拡大転送の対象に含めてもよい。
【０１１４】
また、上記の条件に加えて、隣接ブロックがサブブロック単位で符号化されているか否かを判断し、対象ブロックに隣接するサブブロックの参照画素データのみを拡大転送の対象に含めてもよい。あるいは、対象ブロックの動きベクトルと一致する動きベクトルを有するブロックの参照画素データのみを拡大転送の対象に含めてもよい。さらには、これらの条件を任意に組み合わせてもよい。
【０１１５】
一方、ステップＳ１３３において、復号順の差が閾値ＢＮｔｈより大きい場合（Ｓ１３４で「偽」）、拡張転送制御部１３４は、当該隣接ブロックの参照画素データを拡大転送の対象には含めない（Ｓ１３６）。
【０１１６】
また、ステップＳ１３３において、一時メモリ１３５に空きが無い場合（Ｓ１３３で「偽」）も、拡張転送制御部１３４は、当該隣接ブロックの予測画素データを拡大転送の対象には含めない（Ｓ１３６）。なお、ステップＳ１３２は、ステップＳ１３３の空き領域判定が「真」の場合のみに実行してもよい。あるいは、隣接ブロックに対する繰りかえし処理（Ｓ１３１）は、一時メモリ１３５に空きがある場合のみ実行してもよい。
【０１１７】
なお、閾値ＢＮＴｈは、規格のプロファイルやレベルによって規定されてもよい。また、一時メモリ１３５のサイズは、規格のプロファイルやレベルによって規定されてもよい。
【０１１８】
画像復号装置２００の互換性のために、図８及び図９で示す画像復号装置２００の動作を一つの基準として規定し、この基準を満たすように符号化する画像符号化装置１００の動作フローを、図７Ａ及び図１０を用いて説明する。
【０１１９】
まず、画像符号化装置１００は、対象ブロックの符号化順ＢＮＣｕｒｒを算出する（Ｓ１４６）。例えば、図８に示されるブロック（ＢｌｋＲｉｇｈｔ）を対象ブロックとすると、符号化順ＢＮＣｕｒｒ＝５となる。
【０１２０】
次に、画像符号化装置１００は、既に符号化されているブロックであって、当該対象ブロックに空間的に隣接する隣接ブロックについて、隣接ブロック単位の処理を行う（Ｓ１４７）。
【０１２１】
まず、画像符号化装置１００は、隣接ブロックの符号化順ＢＮｎｂｒを算出する（Ｓ１４８）。図７Ａに示される例では、符号化順ＢＮｎｂｒ＝２が算出される。次に、画像符号化装置１００は、一時メモリ内に空き領域があるかを調べる（Ｓ１４９）。
【０１２２】
空き領域がある場合（Ｓ１４９で「真」）、画像符号化装置１００は、対象ブロックの符号化順ＢｎＣｕｒｒと隣接ブロックの符号化順ＢＮｎｂｒとの差分が閾値ＢＮｔｈ以下であるかを判定する（Ｓ１５０）。
【０１２３】
閾値以下である場合（Ｓ１５０で「真」）、画像符号化装置１００は、対象ブロックのサブブロック単位での符号化を許可する（Ｓ１５１）。また、図示は省略するが、対象ブロックをサブブロック単位で符号化する場合、動き補償制約部１１０は、当該対象ブロックを構成する複数のサブブロックのうち、隣接ブロックに接する側サブブロックを、当該隣接ブロックの動きベクトルと同一の動きベクトルを用いて動き補償する。この場合、図７Ｂに示される動き情報（ＭＶ５）には、対象ブロック（ＢｌｋＲｉｇｈｔ）の右側のサブブロックの動き情報が格納され、左側のサブブロックの動き情報は省略される。
【０１２４】
一方、ステップＳ１５０において、閾値より大きい場合（Ｓ１５０で「偽」）、画像符号化装置１００は、対象ブロックのサブブロック単位での符号化を許可しない（Ｓ１５２）。また、ステップＳ１４９において、一時メモリ１３５に空きが無い場合（Ｓ１４９で「偽」）、画像符号化装置１００は、対象ブロックのサブブロック単位での符号化を許可しない（Ｓ１５２）。
【０１２５】
また、図８で説明した本発明の画像復号方法における拡大転送判定（Ｓ１１１）は確定的な一例であり、前述のように、動き補償ブロックの分割（かつＭＶの相違）が発生する確率を元に、より高精度に一括転送の制御を行ってもよい。しかしながら、動き補償ブロックの分割（かつＭＶの相違）の発生頻度は、符号化対象の動画の特徴や、ビットレートに依存して変化する。
【０１２６】
確率が低い場合には、一括転送をより頻繁に行ってメモリ転送の更なる効率化をねらってもよい。つまり、画像符号化装置１００側にて確率を算出し、閾値ＢＮＴｈをビットストリームに含める、あるいは、プロファイルやレベルで規定するなどして、画像復号装置２００に通知して、画像復号装置２００におけるメモリ転送効率を最大化してもよい。
【０１２７】
また、ピクチャ全体をラスター順で符号化するよりも、ピクチャを分割した小単位で符号化する場合が考えられる。Ｈ．２６４にはこの種の単位としてスライスがあるが、より一般化して、横幅Ｍブロック縦幅Ｎブロックのピクチャ分割単位ＢｌｋＣｌｓｔｒを考える。図１１を用いて説明する。
【０１２８】
この分割単位内ではブロックの符号化順がラスター順であるとすると、横幅Ｎが非常に大きい場合には、上下隣接の一括転送に必要な一時メモリのサイズが非常に大きくなってしまう。あるいは、実際の画像復号装置２００が備えるメモリは有限であるので、一括転送を行える頻度が低下してしまう。
【０１２９】
従って、本実施の形態の画像符号化装置１００は、横幅Ｎが一定以上の場合には、ブロックを複数の動き補償ブロックに分割し、かつＭＶが上隣接ブロックと異なるようには符号化しないこととする。
【０１３０】
このようにして、本実施の形態の画像復号装置２００は、隣接するブロック間でメモリ転送を効率化でき、かつ、動作の一例を規定することにより、本実施の形態の符号化装置・符号化方法の生成する符号化ストリームは、復号装置の互換性を保つことができる。
【０１３１】
（実施の形態２）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または動画像復号方法の構成を実現するためのプログラムを記憶メディアに記録することにより、上記各実施の形態で示した処理を独立したコンピュータシステムにおいて簡単に実施することが可能となる。記憶メディアは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード、半導体メモリ等、プログラムを記録できるものであればよい。
【０１３２】
さらにここで、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法や動画像復号方法の応用例とそれを用いたシステムを説明する。
【０１３３】
図１２は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムex１００の全体構成を示す図である。通信サービスの提供エリアを所望の大きさに分割し、各セル内にそれぞれ固定無線局である基地局ex１０６、ex１０７、ex１０８、ex１０９、ex１１０が設置されている。
【０１３４】
このコンテンツ供給システムex１００は、インターネットex１０１にインターネットサービスプロバイダex１０２および電話網ex１０４、および基地局ex１０６からex１１０を介して、コンピュータex１１１、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）ex１１２、カメラex１１３、携帯電話ex１１４、ゲーム機ex１１５などの各機器が接続される。
【０１３５】
しかし、コンテンツ供給システムex１００は図１２のような構成に限定されず、いずれかの要素を組合せて接続するようにしてもよい。また、固定無線局である基地局ex１０６からex１１０を介さずに、各機器が電話網ex１０４に直接接続されてもよい。また、各機器が近距離無線等を介して直接相互に接続されていてもよい。
【０１３６】
カメラex１１３はデジタルビデオカメラ等の動画撮影が可能な機器であり、カメラex１１６はデジタルカメラ等の静止画撮影、動画撮影が可能な機器である。また、携帯電話ex１１４は、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）方式、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）方式、若しくはＬＴＥ（Long Term Evolution）方式、ＨＳＰＡ(High Speed Packet Access)の携帯電話機、またはＰＨＳ（Personal Handyphone System）等であり、いずれでも構わない。
【０１３７】
コンテンツ供給システムex１００では、カメラex１１３等が基地局ex１０９、電話網ex１０４を通じてストリーミングサーバex１０３に接続されることで、ライブ配信等が可能になる。ライブ配信では、ユーザがカメラex１１３を用いて撮影するコンテンツ（例えば、音楽ライブの映像等）に対して上記各実施の形態で説明したように符号化処理を行い、ストリーミングサーバex１０３に送信する。一方、ストリーミングサーバex１０３は要求のあったクライアントに対して送信されたコンテンツデータをストリーム配信する。クライアントとしては、上記符号化処理されたデータを復号することが可能な、コンピュータex１１１、ＰＤＡex１１２、カメラex１１３、携帯電話ex１１４、ゲーム機ex１１５等がある。配信されたデータを受信した各機器では、受信したデータを復号処理して再生する。
【０１３８】
なお、撮影したデータの符号化処理はカメラex１１３で行っても、データの送信処理をするストリーミングサーバex１０３で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。同様に配信されたデータの復号処理はクライアントで行っても、ストリーミングサーバex１０３で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。また、カメラex１１３に限らず、カメラex１１６で撮影した静止画像および／または動画像データを、コンピュータex１１１を介してストリーミングサーバex１０３に送信してもよい。この場合の符号化処理はカメラex１１６、コンピュータex１１１、ストリーミングサーバex１０３のいずれで行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。
【０１３９】
また、これら符号化・復号処理は、一般的にコンピュータex１１１や各機器が有するＬＳＩex５００において処理する。ＬＳＩex５００は、ワンチップであっても複数チップからなる構成であってもよい。なお、動画像符号化・復号用のソフトウェアをコンピュータex１１１等で読み取り可能な何らかの記録メディア（ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスクなど）に組み込み、そのソフトウェアを用いて符号化・復号処理を行ってもよい。さらに、携帯電話ex１１４がカメラ付きである場合には、そのカメラで取得した動画データを送信してもよい。このときの動画データは携帯電話ex１１４が有するＬＳＩex５００で符号化処理されたデータである。
【０１４０】
また、ストリーミングサーバex１０３は複数のサーバや複数のコンピュータであって、データを分散して処理したり記録したり配信するものであってもよい。
【０１４１】
以上のようにして、コンテンツ供給システムex１００では、符号化されたデータをクライアントが受信して再生することができる。このようにコンテンツ供給システムex１００では、ユーザが送信した情報をリアルタイムでクライアントが受信して復号し、再生することができ、特別な権利や設備を有さないユーザでも個人放送を実現できる。
【０１４２】
なお、コンテンツ供給システムex１００の例に限らず、図１３に示すように、デジタル放送用システムex２００にも、上記各実施の形態の少なくとも動画像符号化装置または動画像復号装置のいずれかを組み込むことができる。具体的には、放送局ex２０１では映像データに音楽データなどが多重化された多重化データが電波を介して通信または衛星ex２０２に伝送される。この映像データは上記各実施の形態で説明した動画像符号化方法により符号化されたデータである。これを受けた放送衛星ex２０２は、放送用の電波を発信し、この電波を衛星放送の受信が可能な家庭のアンテナex２０４が受信する。受信した多重化データを、テレビ（受信機）ex３００またはセットトップボックス（ＳＴＢ）ex２１７等の装置が復号して再生する。
【０１４３】
また、ＤＶＤ、ＢＤ等の記録メディアex２１５に記録した多重化データを読み取り復号する、または記録メディアex２１５に映像信号を符号化し、さらに場合によっては音楽信号と多重化して書き込むリーダ／レコーダex２１８にも上記各実施の形態で示した動画像復号装置または動画像符号化装置を実装することが可能である。この場合、再生された映像信号はモニタex２１９に表示され、多重化データが記録された記録メディアex２１５により他の装置やシステムにおいて映像信号を再生することができる。また、ケーブルテレビ用のケーブルex２０３または衛星／地上波放送のアンテナex２０４に接続されたセットトップボックスex２１７内に動画像復号装置を実装し、これをテレビのモニタex２１９で表示してもよい。このときセットトップボックスではなく、テレビ内に動画像復号装置を組み込んでもよい。
【０１４４】
図１４は、上記各実施の形態で説明した動画像復号方法および動画像符号化方法を用いたテレビ（受信機）ex３００を示す図である。テレビex３００は、上記放送を受信するアンテナex２０４またはケーブルex２０３等を介して映像データに音声データが多重化された多重化データを取得、または出力するチューナex３０１と、受信した多重化データを復調する、または外部に送信する多重化データに変調する変調／復調部ex３０２と、復調した多重化データを映像データと、音声データとに分離する、または信号処理部ex３０６で符号化された映像データ、音声データを多重化する多重／分離部ex３０３を備える。
【０１４５】
また、テレビex３００は、音声データ、映像データそれぞれを復号する、またはそれぞれの情報を符号化する音声信号処理部ex３０４、映像信号処理部ex３０５を有する信号処理部ex３０６と、復号した音声信号を出力するスピーカex３０７、復号した映像信号を表示するディスプレイ等の表示部ex３０８を有する出力部ex３０９とを有する。さらに、テレビex３００は、ユーザ操作の入力を受け付ける操作入力部ex３１２等を有するインタフェース部ex３１７を有する。さらに、テレビex３００は、各部を統括的に制御する制御部ex３１０、各部に電力を供給する電源回路部ex３１１を有する。インタフェース部ex３１７は、操作入力部ex３１２以外に、リーダ／レコーダex２１８等の外部機器と接続されるブリッジex３１３、ＳＤカード等の記録メディアex２１６を装着可能とするためのスロット部ex３１４、ハードディスク等の外部記録メディアと接続するためのドライバex３１５、電話網と接続するモデムex３１６等を有していてもよい。なお記録メディアex２１６は、格納する不揮発性／揮発性の半導体メモリ素子により電気的に情報の記録を可能としたものである。テレビex３００の各部は同期バスを介して互いに接続されている。
【０１４６】
まず、テレビex３００がアンテナex２０４等により外部から取得した多重化データを復号し、再生する構成について説明する。テレビex３００は、リモートコントローラex２２０等からのユーザ操作を受け、ＣＰＵ等を有する制御部ex３１０の制御に基づいて、変調／復調部ex３０２で復調した多重化データを多重／分離部ex３０３で分離する。さらにテレビex３００は、分離した音声データを音声信号処理部ex３０４で復号し、分離した映像データを映像信号処理部ex３０５で上記各実施の形態で説明した復号方法を用いて復号する。復号した音声信号、映像信号は、それぞれ出力部ex３０９から外部に向けて出力される。出力する際には、音声信号と映像信号が同期して再生するよう、バッファex３１８、ex３１９等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。また、テレビex３００は、放送等からではなく、磁気／光ディスク、ＳＤカード等の記録メディアex２１５、ex２１６から多重化データを読み出してもよい。次に、テレビex３００が音声信号や映像信号を符号化し、外部に送信または記録メディア等に書き込む構成について説明する。テレビex３００は、リモートコントローラex２２０等からのユーザ操作を受け、制御部ex３１０の制御に基づいて、音声信号処理部ex３０４で音声信号を符号化し、映像信号処理部ex３０５で映像信号を上記各実施の形態で説明した符号化方法を用いて符号化する。符号化した音声信号、映像信号は多重／分離部ex３０３で多重化され外部に出力される。多重化する際には、音声信号と映像信号が同期するように、バッファex３２０、ex３２１等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。なお、バッファex３１８、ex３１９、ex３２０、ex３２１は図示しているように複数備えていてもよいし、１つ以上のバッファを共有する構成であってもよい。さらに、図示している以外に、例えば変調／復調部ex３０２や多重／分離部ex３０３の間等でもシステムのオーバフロー、アンダーフローを避ける緩衝材としてバッファにデータを蓄積することとしてもよい。
【０１４７】
また、テレビex３００は、放送等や記録メディア等から音声データ、映像データを取得する以外に、マイクやカメラのＡＶ入力を受け付ける構成を備え、それらから取得したデータに対して符号化処理を行ってもよい。なお、ここではテレビex３００は上記の符号化処理、多重化、および外部出力ができる構成として説明したが、これらの処理を行うことはできず、上記受信、復号処理、外部出力のみが可能な構成であってもよい。
【０１４８】
また、リーダ／レコーダex２１８で記録メディアから多重化データを読み出す、または書き込む場合には、上記復号処理または符号化処理はテレビex３００、リーダ／レコーダex２１８のいずれで行ってもよいし、テレビex３００とリーダ／レコーダex２１８が互いに分担して行ってもよい。
【０１４９】
一例として、光ディスクからデータの読み込みまたは書き込みをする場合の情報再生／記録部ex４００の構成を図１５に示す。情報再生／記録部ex４００は、以下に説明する要素ex４０１、ex４０２、ex４０３、ex４０４、ex４０５、ex４０６、ex４０７を備える。光ヘッドex４０１は、光ディスクである記録メディアex２１５の記録面にレーザスポットを照射して情報を書き込み、記録メディアex２１５の記録面からの反射光を検出して情報を読み込む。変調記録部ex４０２は、光ヘッドex４０１に内蔵された半導体レーザを電気的に駆動し記録データに応じてレーザ光の変調を行う。再生復調部ex４０３は、光ヘッドex４０１に内蔵されたフォトディテクタにより記録面からの反射光を電気的に検出した再生信号を増幅し、記録メディアex２１５に記録された信号成分を分離して復調し、必要な情報を再生する。バッファex４０４は、記録メディアex２１５に記録するための情報および記録メディアex２１５から再生した情報を一時的に保持する。ディスクモータex４０５は記録メディアex２１５を回転させる。サーボ制御部ex４０６は、ディスクモータex４０５の回転駆動を制御しながら光ヘッドex４０１を所定の情報トラックに移動させ、レーザスポットの追従処理を行う。システム制御部ex４０７は、情報再生／記録部ex４００全体の制御を行う。上記の読み出しや書き込みの処理はシステム制御部ex４０７が、バッファex４０４に保持された各種情報を利用し、また必要に応じて新たな情報の生成・追加を行うと共に、変調記録部ex４０２、再生復調部ex４０３、サーボ制御部ex４０６を協調動作させながら、光ヘッドex４０１を通して、情報の記録再生を行うことにより実現される。システム制御部ex４０７は例えばマイクロプロセッサで構成され、読み出し書き込みのプログラムを実行することでそれらの処理を実行する。
【０１５０】
以上では、光ヘッドex４０１はレーザスポットを照射するとして説明したが、近接場光を用いてより高密度な記録を行う構成であってもよい。
【０１５１】
図１６に光ディスクである記録メディアex２１５の模式図を示す。記録メディアex２１５の記録面には案内溝（グルーブ）がスパイラル状に形成され、情報トラックex２３０には、予めグルーブの形状の変化によってディスク上の絶対位置を示す番地情報が記録されている。この番地情報はデータを記録する単位である記録ブロックex２３１の位置を特定するための情報を含み、記録や再生を行う装置において情報トラックex２３０を再生し番地情報を読み取ることで記録ブロックを特定することができる。また、記録メディアex２１５は、データ記録領域ex２３３、内周領域ex２３２、外周領域ex２３４を含んでいる。ユーザデータを記録するために用いる領域がデータ記録領域ex２３３であり、データ記録領域ex２３３より内周または外周に配置されている内周領域ex２３２と外周領域ex２３４は、ユーザデータの記録以外の特定用途に用いられる。情報再生／記録部ex４００は、このような記録メディアex２１５のデータ記録領域ex２３３に対して、符号化された音声データ、映像データまたはそれらのデータを多重化した多重化データの読み書きを行う。
【０１５２】
以上では、１層のＤＶＤ、ＢＤ等の光ディスクを例に挙げ説明したが、これらに限ったものではなく、多層構造であって表面以外にも記録可能な光ディスクであってもよい。また、ディスクの同じ場所にさまざまな異なる波長の色の光を用いて情報を記録したり、さまざまな角度から異なる情報の層を記録したりなど、多次元的な記録／再生を行う構造の光ディスクであってもよい。
【０１５３】
また、デジタル放送用システムex２００において、アンテナex２０５を有する車ex２１０で衛星ex２０２等からデータを受信し、車ex２１０が有するカーナビゲーションex２１１等の表示装置に動画を再生することも可能である。なお、カーナビゲーションex２１１の構成は例えば図１４に示す構成のうち、ＧＰＳ受信部を加えた構成が考えられ、同様なことがコンピュータex１１１や携帯電話ex１１４等でも考えられる。また、上記携帯電話ex１１４等の端末は、テレビex３００と同様に、符号化器・復号器を両方持つ送受信型端末の他に、符号化器のみの送信端末、復号器のみの受信端末という３通りの実装形式が考えられる。さらに、デジタル放送用システムex２００において、映像データに音楽データなどが多重化された多重化された多重化データを受信、送信するとして説明したが、音声データ以外に映像に関連する文字データなどが多重化されたデータであってもよいし、多重化データではなく映像データ自体であってもよい。
【０１５４】
このように、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法あるいは動画像復号方法を上述したいずれの機器・システムに用いることは可能であり、そうすることで、上記各実施の形態で説明した効果を得ることができる。
【０１５５】
また、本発明はかかる上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形または修正が可能である。
【０１５６】
（実施の形態３）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置と、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１など異なる規格に準拠した動画像符号化方法または装置とを、必要に応じて適宜切替えることにより、映像データを生成することも可能である。
【０１５７】
ここで、それぞれ異なる規格に準拠する複数の映像データを生成した場合、復号する際に、それぞれの規格に対応した復号方法を選択する必要がある。しかしながら、復号する映像データが、どの規格に準拠するものであるか識別できないため、適切な復号方法を選択することができないという課題を生じる。
【０１５８】
この課題を解決するために、映像データに音声データなどを多重化した多重化データは、映像データがどの規格に準拠するものであるかを示す識別情報を含む構成とする。上記各実施の形態で示す動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを含む多重化データの具体的な構成を以下説明する。多重化データは、ＭＰＥＧ−２トランスポートストリーム形式のデジタルストリームである。
【０１５９】
図１７は、多重化データの構成を示す図である。図１７に示すように多重化データは、ビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム（ＰＧ）、インタラクティブグラファイックスストリームのうち、１つ以上を多重化することで得られる。ビデオストリームは映画の主映像および副映像を、オーディオストリーム（ＩＧ）は映画の主音声部分とその主音声とミキシングする副音声を、プレゼンテーショングラフィックスストリームは、映画の字幕をそれぞれ示している。ここで主映像とは画面に表示される通常の映像を示し、副映像とは主映像の中に小さな画面で表示する映像のことである。また、インタラクティブグラフィックスストリームは、画面上にＧＵＩ部品を配置することにより作成される対話画面を示している。ビデオストリームは、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠した動画像符号化方法または装置によって符号化されている。オーディオストリームは、ドルビーＡＣ−３、Ｄｏｌｂｙ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｐｌｕｓ、ＭＬＰ、ＤＴＳ、ＤＴＳ−ＨＤ、または、リニアＰＣＭのなどの方式で符号化されている。
【０１６０】
多重化データに含まれる各ストリームはＰＩＤによって識別される。例えば、映画の映像に利用するビデオストリームには０ｘ１０１１が、オーディオストリームには０ｘ１１００から０ｘ１１１Ｆまでが、プレゼンテーショングラフィックスには０ｘ１２００から０ｘ１２１Ｆまでが、インタラクティブグラフィックスストリームには０ｘ１４００から０ｘ１４１Ｆまでが、映画の副映像に利用するビデオストリームには０ｘ１Ｂ００から０ｘ１Ｂ１Ｆまで、主音声とミキシングする副音声に利用するオーディオストリームには０ｘ１Ａ００から０ｘ１Ａ１Ｆが、それぞれ割り当てられている。
【０１６１】
図１８は、多重化データがどのように多重化されるかを模式的に示す図である。まず、複数のビデオフレームからなるビデオストリームex２３５、複数のオーディオフレームからなるオーディオストリームex２３８を、それぞれＰＥＳパケット列ex２３６およびex２３９に変換し、ＴＳパケットex２３７およびex２４０に変換する。同じくプレゼンテーショングラフィックスストリームex２４１およびインタラクティブグラフィックスex２４４のデータをそれぞれＰＥＳパケット列ex２４２およびex２４５に変換し、さらにＴＳパケットex２４３およびex２４６に変換する。多重化データex２４７はこれらのＴＳパケットを１本のストリームに多重化することで構成される。
【０１６２】
図１９は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかをさらに詳しく示している。図１７における第１段目はビデオストリームのビデオフレーム列を示す。第２段目は、ＰＥＳパケット列を示す。図１７の矢印ｙｙ１，ｙｙ２，ｙｙ３，ｙｙ４に示すように、ビデオストリームにおける複数のＶｉｄｅｏ  Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ  ＵｎｉｔであるＩピクチャ、Ｂピクチャ、Ｐピクチャは、ピクチャ毎に分割され、ＰＥＳパケットのペイロードに格納される。各ＰＥＳパケットはＰＥＳヘッダを持ち、ＰＥＳヘッダには、ピクチャの表示時刻であるＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｔｉｍｅ−Ｓｔａｍｐ）やピクチャの復号時刻であるＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ  Ｔｉｍｅ−Ｓｔａｍｐ）が格納される。
【０１６３】
図２０は、多重化データに最終的に書き込まれるＴＳパケットの形式を示している。ＴＳパケットは、ストリームを識別するＰＩＤなどの情報を持つ４ＢｙｔｅのＴＳヘッダとデータを格納する１８４ＢｙｔｅのＴＳペイロードから構成される１８８Ｂｙｔｅ固定長のパケットであり、上記ＰＥＳパケットは分割されＴＳペイロードに格納される。ＢＤ−ＲＯＭの場合、ＴＳパケットには、４ＢｙｔｅのＴＰ＿Ｅｘｔｒａ＿Ｈｅａｄｅｒが付与され、１９２Ｂｙｔｅのソースパケットを構成し、多重化データに書き込まれる。ＴＰ＿Ｅｘｔｒａ＿ＨｅａｄｅｒにはＡＴＳ（Ａｒｒｉｖａｌ＿Ｔｉｍｅ＿Ｓｔａｍｐ）などの情報が記載される。ＡＴＳは当該ＴＳパケットのデコーダのＰＩＤフィルタへの転送開始時刻を示す。多重化データには図２０下段に示すようにソースパケットが並ぶこととなり、多重化データの先頭からインクリメントする番号はＳＰＮ（ソースパケットナンバー）と呼ばれる。
【０１６４】
また、多重化データに含まれるＴＳパケットには、映像・音声・字幕などの各ストリーム以外にもＰＡＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ｔａｂｌｅ）、ＰＭＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｍａｐ  Ｔａｂｌｅ）、ＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｃｌｏｃｋ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）などがある。ＰＡＴは多重化データ中に利用されるＰＭＴのＰＩＤが何であるかを示し、ＰＡＴ自身のＰＩＤは０で登録される。ＰＭＴは、多重化データ中に含まれる映像・音声・字幕などの各ストリームのＰＩＤと各ＰＩＤに対応するストリームの属性情報を持ち、また多重化データに関する各種ディスクリプタを持つ。ディスクリプタには多重化データのコピーを許可・不許可を指示するコピーコントロール情報などがある。ＰＣＲは、ＡＴＳの時間軸であるＡＴＣ（Ａｒｒｉｖａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｃｌｏｃｋ）とＰＴＳ・ＤＴＳの時間軸であるＳＴＣ（Ｓｙｓｔｅｍ  Ｔｉｍｅ  Ｃｌｏｃｋ）の同期を取るために、そのＰＣＲパケットがデコーダに転送されるＡＴＳに対応するＳＴＣ時間の情報を持つ。
【０１６５】
図２１はＰＭＴのデータ構造を詳しく説明する図である。ＰＭＴの先頭には、そのＰＭＴに含まれるデータの長さなどを記したＰＭＴヘッダが配置される。その後ろには、多重化データに関するディスクリプタが複数配置される。上記コピーコントロール情報などが、ディスクリプタとして記載される。ディスクリプタの後には、多重化データに含まれる各ストリームに関するストリーム情報が複数配置される。ストリーム情報は、ストリームの圧縮コーデックなどを識別するためストリームタイプ、ストリームのＰＩＤ、ストリームの属性情報（フレームレート、アスペクト比など）が記載されたストリームディスクリプタから構成される。ストリームディスクリプタは多重化データに存在するストリームの数だけ存在する。
【０１６６】
記録媒体などに記録する場合には、上記多重化データは、多重化データ情報ファイルと共に記録される。
【０１６７】
多重化データ情報ファイルは、図２２に示すように多重化データの管理情報であり、多重化データと１対１に対応し、多重化データ情報、ストリーム属性情報とエントリマップから構成される。
【０１６８】
多重化データ情報は図２２に示すようにシステムレート、再生開始時刻、再生終了時刻から構成されている。システムレートは多重化データの、後述するシステムターゲットデコーダのＰＩＤフィルタへの最大転送レートを示す。多重化データ中に含まれるＡＴＳの間隔はシステムレート以下になるように設定されている。再生開始時刻は多重化データの先頭のビデオフレームのＰＴＳであり、再生終了時刻は多重化データの終端のビデオフレームのＰＴＳに１フレーム分の再生間隔を足したものが設定される。
【０１６９】
ストリーム属性情報は図２３に示すように、多重化データに含まれる各ストリームについての属性情報が、ＰＩＤ毎に登録される。属性情報はビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム、インタラクティブグラフィックスストリーム毎に異なる情報を持つ。ビデオストリーム属性情報は、そのビデオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、ビデオストリームを構成する個々のピクチャデータの解像度がどれだけであるか、アスペクト比はどれだけであるか、フレームレートはどれだけであるかなどの情報を持つ。オーディオストリーム属性情報は、そのオーディオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、そのオーディオストリームに含まれるチャンネル数は何であるか、何の言語に対応するか、サンプリング周波数がどれだけであるかなどの情報を持つ。これらの情報は、プレーヤが再生する前のデコーダの初期化などに利用される。
【０１７０】
本実施の形態においては、上記多重化データのうち、ＰＭＴに含まれるストリームタイプを利用する。また、記録媒体に多重化データが記録されている場合には、多重化データ情報に含まれる、ビデオストリーム属性情報を利用する。具体的には、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置において、ＰＭＴに含まれるストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報に対し、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示す固有の情報を設定するステップまたは手段を設ける。この構成により、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成した映像データと、他の規格に準拠する映像データとを識別することが可能になる。
【０１７１】
また、本実施の形態における動画像復号方法のステップを図２４に示す。ステップexＳ１００において、多重化データからＰＭＴに含まれるストリームタイプ、または、多重化データ情報に含まれるビデオストリーム属性情報を取得する。次に、ステップexＳ１０１において、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された多重化データであることを示しているか否かを判断する。そして、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものであると判断された場合には、ステップexＳ１０２において、上記各実施の形態で示した動画像復号方法により復号を行う。また、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠するものであることを示している場合には、ステップexＳ１０３において、従来の規格に準拠した動画像復号方法により復号を行う。
【０１７２】
このように、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報に新たな固有値を設定することにより、復号する際に、上記各実施の形態で示した動画像復号方法または装置で復号可能であるかを判断することができる。従って、異なる規格に準拠する多重化データが入力された場合であっても、適切な復号方法または装置を選択することができるため、エラーを生じることなく復号することが可能となる。また、本実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、または、動画像復号方法または装置を、上述したいずれの機器・システムに用いることも可能である。
【０１７３】
（実施の形態４）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法および装置、動画像復号方法および装置は、典型的には集積回路であるＬＳＩで実現される。一例として、図２５に１チップ化されたＬＳＩex５００の構成を示す。ＬＳＩex５００は、以下に説明する要素ex５０１、ex５０２、ex５０３、ex５０４、ex５０５、ex５０６、ex５０７、ex５０８、ex５０９を備え、各要素はバスex５１０を介して接続している。電源回路部ex５０５は電源がオン状態の場合に各部に対して電力を供給することで動作可能な状態に起動する。
【０１７４】
例えば符号化処理を行う場合には、ＬＳＩex５００は、ＣＰＵex５０２、メモリコントローラex５０３、ストリームコントローラex５０４、駆動周波数制御部ex５１２等を有する制御部ex５０１の制御に基づいて、ＡＶ  Ｉ／Ｏex５０９によりマイクex１１７やカメラex１１３等からＡＶ信号を入力する。入力されたＡＶ信号は、一旦ＳＤＲＡＭ等の外部のメモリex５１１に蓄積される。制御部ex５０１の制御に基づいて、蓄積したデータは処理量や処理速度に応じて適宜複数回に分けるなどされ信号処理部ex５０７に送られ、信号処理部ex５０７において音声信号の符号化および／または映像信号の符号化が行われる。ここで映像信号の符号化処理は上記各実施の形態で説明した符号化処理である。信号処理部ex５０７ではさらに、場合により符号化された音声データと符号化された映像データを多重化するなどの処理を行い、ストリームＩ／Ｏex５０６から外部に出力する。この出力された多重化データは、基地局ex１０７に向けて送信されたり、または記録メディアex２１５に書き込まれたりする。なお、多重化する際には同期するよう、一旦バッファex５０８にデータを蓄積するとよい。
【０１７５】
なお、上記では、メモリex５１１がＬＳＩex５００の外部の構成として説明したが、ＬＳＩex５００の内部に含まれる構成であってもよい。バッファex５０８も１つに限ったものではなく、複数のバッファを備えていてもよい。また、ＬＳＩex５００は１チップ化されてもよいし、複数チップ化されてもよい。
【０１７６】
また、上記では、制御部ex５１０が、ＣＰＵex５０２、メモリコントローラex５０３、ストリームコントローラex５０４、駆動周波数制御部ex５１２等を有するとしているが、制御部ex５１０の構成は、この構成に限らない。例えば、信号処理部ex５０７がさらにＣＰＵを備える構成であってもよい。信号処理部ex５０７の内部にもＣＰＵを設けることにより、処理速度をより向上させることが可能になる。また、他の例として、ＣＰＵex５０２が信号処理部ex５０７、または信号処理部ex５０７の一部である例えば音声信号処理部を備える構成であってもよい。このような場合には、制御部ex５０１は、信号処理部ex５０７、またはその一部を有するＣＰＵex５０２を備える構成となる。
【０１７７】
なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【０１７８】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
【０１７９】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
【０１８０】
（実施の形態５）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを復号する場合、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データを復号する場合に比べ、処理量が増加することが考えられる。そのため、ＬＳＩex５００において、従来の規格に準拠する映像データを復号する際のＣＰＵex５０２の駆動周波数よりも高い駆動周波数に設定する必要がある。しかし、駆動周波数を高くすると、消費電力が高くなるという課題が生じる。
【０１８１】
この課題を解決するために、テレビex３００、ＬＳＩex５００などの動画像復号装置は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別し、規格に応じて駆動周波数を切替える構成とする。図２６は、本実施の形態における構成ex８００を示している。駆動周波数切替え部ex８０３は、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、駆動周波数を高く設定する。そして、上記各実施の形態で示した動画像復号方法を実行する復号処理部ex８０１に対し、映像データを復号するよう指示する。一方、映像データが、従来の規格に準拠する映像データである場合には、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、駆動周波数を低く設定する。そして、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２に対し、映像データを復号するよう指示する。
【０１８２】
より具体的には、駆動周波数切替え部ex８０３は、図２５のＣＰＵex５０２と駆動周波数制御部ex５１２から構成される。また、上記各実施の形態で示した動画像復号方法を実行する復号処理部ex８０１、および、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２は、図２５の信号処理部ex５０７に該当する。ＣＰＵex５０２は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別する。そして、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、駆動周波数制御部ex５１２は、駆動周波数を設定する。また、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、信号処理部ex５０７は、映像データの復号を行う。ここで、映像データの識別には、例えば、実施の形態３で記載した識別情報を利用することが考えられる。識別情報に関しては、実施の形態３で記載したものに限られず、映像データがどの規格に準拠するか識別できる情報であればよい。例えば、映像データがテレビに利用されるものであるか、ディスクに利用されるものであるかなどを識別する外部信号に基づいて、映像データがどの規格に準拠するものであるか識別可能である場合には、このような外部信号に基づいて識別してもよい。また、ＣＰＵex５０２における駆動周波数の選択は、例えば、図２８のような映像データの規格と、駆動周波数とを対応付けたルックアップテーブルに基づいて行うことが考えられる。ルックアップテーブルを、バッファex５０８や、ＬＳＩの内部メモリに格納しておき、ＣＰＵex５０２がこのルックアップテーブルを参照することにより、駆動周波数を選択することが可能である。
【０１８３】
図２７は、本実施の形態の方法を実施するステップを示している。まず、ステップexＳ２００では、信号処理部ex５０７において、多重化データから識別情報を取得する。次に、ステップexＳ２０１では、ＣＰＵex５０２において、識別情報に基づいて映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものであるか否かを識別する。映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、ステップexＳ２０２において、駆動周波数を高く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、高い駆動周波数に設定される。一方、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、ステップexＳ２０３において、駆動周波数を低く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、低い駆動周波数に設定される。
【０１８４】
さらに、駆動周波数の切替えに連動して、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を変更することにより、省電力効果をより高めることが可能である。例えば、駆動周波数を低く設定する場合には、これに伴い、駆動周波数を高く設定している場合に比べ、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を低く設定することが考えられる。
【０１８５】
また、駆動周波数の設定方法は、復号する際の処理量が大きい場合に、駆動周波数を高く設定し、復号する際の処理量が小さい場合に、駆動周波数を低く設定すればよく、上述した設定方法に限らない。例えば、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に準拠する映像データを復号する処理量の方が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置により生成された映像データを復号する処理量よりも大きい場合には、駆動周波数の設定を上述した場合の逆にすることが考えられる。
【０１８６】
さらに、駆動周波数の設定方法は、駆動周波数を低くする構成に限らない。例えば、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を高く設定し、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を低く設定することも考えられる。また、他の例としては、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、ＣＰＵex５０２の駆動を停止させることなく、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、処理に余裕があるため、ＣＰＵex５０２の駆動を一時停止させることも考えられる。識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合であっても、処理に余裕があれば、ＣＰＵex５０２の駆動を一時停止させることも考えられる。この場合は、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合に比べて、停止時間を短く設定することが考えられる。
【０１８７】
このように、映像データが準拠する規格に応じて、駆動周波数を切替えることにより、省電力化を図ることが可能になる。また、電池を用いてＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置を駆動している場合には、省電力化に伴い、電池の寿命を長くすることが可能である。
【０１８８】
（実施の形態６）
テレビや、携帯電話など、上述した機器・システムには、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力される場合がある。このように、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力された場合にも復号できるようにするために、ＬＳＩex５００の信号処理部ex５０７が複数の規格に対応している必要がある。しかし、それぞれの規格に対応する信号処理部ex５０７を個別に用いると、ＬＳＩex５００の回路規模が大きくなり、また、コストが増加するという課題が生じる。
【０１８９】
この課題を解決するために、上記各実施の形態で示した動画像復号方法を実行するための復号処理部と、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する復号処理部とを一部共有化する構成とする。この構成例を図２９（ａ）のex９００に示す。例えば、上記各実施の形態で示した動画像復号方法と、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に準拠する動画像復号方法とは、エントロピー符号化、逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償などの処理において処理内容が一部共通する。共通する処理内容については、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応する復号処理部ex９０２を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応しない、本発明特有の他の処理内容については、専用の復号処理部ex９０１を用いるという構成が考えられる。特に、本発明は、動き補償に特徴を有していることから、例えば、動き補償については専用の復号処理部ex９０１を用い、それ以外のエントロピー符号化、デブロッキング・フィルタ、逆量子化のいずれか、または、全ての処理については、復号処理部を共有することが考えられる。復号処理部の共有化に関しては、共通する処理内容については、上記各実施の形態で示した動画像復号方法を実行するための復号処理部を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に特有の処理内容については、専用の復号処理部を用いる構成であってもよい。
【０１９０】
また、処理を一部共有化する他の例を図２９（ｂ）のex１０００に示す。この例では、本発明に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００１と、他の従来規格に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００２と、本発明の動画像復号方法と他の従来規格の動画像復号方法とに共通する処理内容に対応した共用の復号処理部ex１００３とを用いる構成としている。ここで、専用の復号処理部ex１００１、ex１００２は、必ずしも本発明、または、他の従来規格に特有の処理内容に特化したものではなく、他の汎用処理を実行できるものであってもよい。また、本実施の形態の構成を、ＬＳＩex５００で実装することも可能である。
【０１９１】
このように、本発明の動画像復号方法と、従来の規格の動画像復号方法とで共通する処理内容について、復号処理部を共有することにより、ＬＳＩの回路規模を小さくし、かつ、コストを低減することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１９２】
本発明にかかる動き補償装置は、動き補償にかかるメモリ転送量を抑えつつ高い符号化効率を実現できるという効果を奏し、例えば、画像符号化装置、画像復号装置、ビデオカメラ、動画像の記録再生機能を有する携帯電話またはパーソナルコンピュータなどに適用することができる。
【符号の説明】
【０１９３】
１０，１１，２０，２１  ブロック
１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂ  サブブロック
１００，１０００  画像符号化装置
１０１  動き検出部
１０２  フレームメモリ
１０３，１０４  減算部
１０５，２２００  動き補償部
１０６，１３００  符号化部
１０７，１２１  加算部
１０８  動きベクトルメモリ
１０９  動きベクトル予測部
１１０  動き補償制約部
１２２  復号部
１２３  局所参照メモリ
１２４  転送制御部
１３４  拡張転送制御部
１３５  一時メモリ
１３６  セレクタ
２００  画像復号装置
１１００  符号化単位決定部
１２００  動きベクトル決定部
２０００  動き補償装置
２１００  参照画素読み出し部
２３００  出力部
２４００  一時記憶部
【図１】
2011129067.tif 000003
【図２】
2011129067.tif 000004
【図３Ａ】
2011129067.tif 000005
【図３Ｂ】
2011129067.tif 000006
【図３Ｃ】
2011129067.tif 000007
【図４Ａ】
2011129067.tif 000008
【図４Ｂ】
2011129067.tif 000009
【図５Ａ】
2011129067.tif 000010
【図５Ｂ】
2011129067.tif 000011
【図６Ａ】
2011129067.tif 000012
【図６Ｂ】
2011129067.tif 000013
【図６Ｃ】
2011129067.tif 000014
【図７Ａ】
2011129067.tif 000015
【図７Ｂ】
2011129067.tif 000016
【図８】
2011129067.tif 000017
【図９】
2011129067.tif 000018
【図１０】
2011129067.tif 000019
【図１１】
2011129067.tif 000020
【図１２】
2011129067.tif 000021
【図１３】
2011129067.tif 000022
【図１４】
2011129067.tif 000023
【図１５】
2011129067.tif 000024
【図１６】
2011129067.tif 000025
【図１７】
2011129067.tif 000026
【図１８】
2011129067.tif 000027
【図１９】
2011129067.tif 000028
【図２０】
2011129067.tif 000029
【図２１】
2011129067.tif 000030
【図２２】
2011129067.tif 000031
【図２３】
2011129067.tif 000032
【図２４】
2011129067.tif 000033
【図２５】
2011129067.tif 000034
【図２６】
2011129067.tif 000035
【図２７】
2011129067.tif 000036
【図２８】
2011129067.tif 000037
【図２９】
2011129067.tif 000038
【国際調査報告】
2011129067.tif 000039
2011129067.tif 000040
2011129067.tif 000041
2011129067.tif 000042
2011129067.tif 000043
2011129067.tif 000044
2011129067.tif 000045
2011129067.tif 000046